Modular strukturierte digitale Kommunikationssysteme dienen zur Verbindung von Endgeräten mit im allgemeinen vielfältigen Leistungsmerkmalen untereinander und zur Verbindung dieser Endgeräte mit Kommunikationsnetzen, insbesondere öffentlichen Netzen. Durch eine Sonderausgabe von "Telcom Report" - ISDN im Büro - 1985, ist ein derartiges Kommunikationssystem bekannt, an das analoge und digitale Telefone, Fernkopierer, multifunktionale Terminals, Arbeitsplatzsysteme, Personal Computer, Teletex- und Bildschirmtextstationen und Datenendgeräte anschließbar sind; ebenso kann eine Vernetzung mit anderen Kommunikationssystemen hergestellt werden. Wesentlicher Bestandteil dieses Kommunikationssystems ist ein zentraler Kommunikationsrechner mit einer Systemdatenbasis und zumindest einem Multitasking-Betriebssystem. Unter einer "Task" ist dabei eine selbständige unabhängige Ablaufeinheit zu verstehen, die aus einem ablauffähigen Programm sowie seiner jeweiligen Ablaufumgebung, z. B. Speicherbelegung oder Gerätezuteilung, besteht. Jede Task befindet sich zu jedem Zeitpunkt in einem der Zustände "Aktiv", "Warten" oder "Ruhe". Tasks können vermittels eines Multitasking-Betriebssystems parallel zueinander ablaufen, wobei dies in der Praxis sowohl mittels mehrerer unabhängig voneinander arbeitender Prozessoren als auch mittels eines einzigen Prozessors in einem Zeitmultiplexverfahren erfolgen kann. Weitere wesentliche Eigenschaften von Tasks sind, daß sie mittels Meldungen miteinander kommunizieren und sich gegenseitig synchronisieren können.
Die Leistungsfähigkeit eines derartigen digitalen Kommunikationssystems wird wesentlich durch die Software-Struktur des Systems bestimmt. Das bekannte Kommunikationssystem weist eine modular strukturierte Software-Architektur auf, deren wesentliche Bestandteile einerseits das Multitasking-Betriebssystem bzw. die Datenbasis und andererseits die eigentliche Vermittlungs-Software, bestehend aus der Peripherie-Software, der Leitungstechnik-Software und der vermittlungstechnischen Verbindungs-Software sind. Die Verteilung von Teilkomplexen der Steuerungs-Software auf einzelne Software-Module bzw. die gesamte Software-Struktur des bekannten Kommunikationssystems sind auf eine Anlagengröße von mehreren hundert bis zu mehreren tausend Anschlüssen abgestimmt.
Die Leistung und der Nutzen eines derartigen Kommunikationssystems hängen wesentlich von der Organisierbarkeit und Wartbarkeit des Systems, die neben anderen Aspekten unter den Begriff Betriebstechnik subsumiert werden, und von der Fehlererkennung, Fehleranzeige und Fehlerbeseitigung ab, die neben anderen Aspekten unter den Begriff Sicherheitstechnik subsumiert werden.
Die Organisierbarkeit des Systems soll die Berücksichtigung individueller Nutzeranforderungen bezüglich des Anlagenausbaus, des Numerierungsplans, der Geräte- und Kommunikationsdienstevielfalt auf schnelle, einfache, sichere und bedienungsfreundliche Weise ermöglichen. Die wichtigsten Aufgaben der Wartung sind beispielsweise manuelle Schaltaufträge für das Sperren, Entsperren und Umschalten von Systemeinheiten, manuelle Prüfaufträge, die Ablaufverfolgung und Diagnosegewinnung sowie eine Klartext-Ausgabe für den Anlagenbetreiber. Voraussetzung für die Organisierbarkeit und Wartbarkeit des Systems ist eine umfassende "Verwaltung" des Kommunikationssystems; zu dieser "Verwaltung" gehören Datenspeichergenerierung und -regenerierung, Speicherung und Pflege der Kundendaten für Anlagenkonfiguration, Kommunikationsdienste und Endgeräte sowie Verkehrsmessungen.
Die wichtigsten Aufgaben der Sicherheitstechnik sind Testroutinen, der System-Hardwarekomponenten, die Ermittlung von auftretenden Fehlern in Hardwarekomponenten oder in der Steuer-Softwareebene des Kommunikationssystems durch Überwachung bestimmter systemtypischer Indikatoren innerhalb bestimmter vermittlungstechnischer oder betriebstechnischer Zustände, generelle Funktionsüberwachung unter Einsatz von Test-Schaltvorgängen und statistische Fehlerauswertungen.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Steuer- und Organisationsstruktur für die Durchführung sämtlicher vermittlungstechnischen, betriebstechnischen und sicherheitstechnischen Aufgaben zu schaffen, die einen optimalen Kompromiß bezüglich der unterschiedlichen Anforderungen dieser drei Aufgabenfelder an die Steuer- und Organisationsstruktur eines digitalen Kommunikationssystems darstellt.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein modular strukturiertes digitales Kommunikationssystem zur Verbindung von Endgeräten untereinander und mit insbesondere öffentlichen Netzen
In diesem modular strukturierten digitalen Kommunikationssystem sind in einer Leitungstechnik-Task Geräteprogrammodule angeordnet, die bezüglich der Vermittlungstechnik endgeräteartenspezifisch das Signalisierungsverfahren und die Benutzeroberfläche der Endgeräte derart steuern, daß von den Endgeräten abgegebene Anreize mittels systemspezifischer Parameter in logische Meldungen für den Kommunikationsrechner und logische Meldungen des Kommunikationsrechners in Einstelldaten für die Endgeräte umgesetzt werden. In einer eine zweite Strukturebene darstellenden Vermittlungstechnik-Task sind Vermittlungsprozedur-Programmodule vorgesehen, die endgeräteklassenunabhängig und kommunikationsdiensteunabhängig im Sinne der Bildung logischer Teilprozesse des gesamten Vermittlungsprozesses strukturiert sind.
Mit dieser Organisations- und Steuerstruktur der Vermittlungstechnik des Kommunikationssystems ist der für die Praxis wesentliche Vorteil verbunden, daß ein derartiges Kommunikationssystem in einer beliebigen Erstausstattung später jederzeit durch zusätzliche Endgerätearten und Kommunikationsdienste ergänzbar ist, ohne daß die Grundstruktur des modular strukturierten Kommunikationssystems geändert werden muß. Bei Auftreten neuer Endgerätearten oder Kommunikationsdienste muß lediglich ein entsprechendes Geräteprogrammodul in die Leitungstechnik-Task eingefügt werden, während die übrigen Strukturbestandteile, also insbesondere die Vermittlungstechnik-Task, davon unbeeinflußt bleiben. Dies ist im wesentlichen dadurch bedingt, daß die Abhängigkeiten von Kommunikationsdiensten und Endgerätearten allein in den Bereich der Leitungstechnik-Task bzw. in den der Datenbasis verlegt sind, so daß die Vermittlungstechnik-Koordinierung-Task auf eine reine Verbindungssteuerung unabhängig von der Art der miteinander zu verbindenden Endgeräte und der von diesen genutzten Kommunikationsdienste ausgelegt werden kann.
Ein wesentlicher Aspekt des erfindungsgemäßen digitalen Kommunikationssystems besteht in der Einbettung betriebstechnischer und sicherheitstechnischer Funktionen in Geräteprogrammodule der Leitungstechnik-Taskstruktur und in Programmodule einer Betriebstechnik- und Vermittlungstechnik-Koordinierung-Taskstruktur sowie in jeweils wenigstens ein Applikation-Programmodul einer betriebs- und sicherheitstechnischen Applikation-Taskstruktur.
Die erfindungsgemäße Organisations- und Steuerstruktur basiert also im wesentlichen auf der Abwicklung aller gerätespezifischen Funktionsabläufe im Rahmen betriebstechnischer Aufträge in Betriebstechnik-Geräteprogrammodulen, im Rahmen sicherheitstechnischer Aufträge in Sicherheitstechnik-Geräteprogrammodulen und im Rahmen vermittlungstechnischer Aufträge in Vermittlungsprozedur-Programmodulen, d. h. in der Schaffung von geräteartunabhängigen virtuellen Schnittstellen, sowie einerseits in der Steuerung und Realisierung aller funktionalen Abläufe für den vermittlungstechnischen, betriebstechnischen und sicherheitstechnischen Informations- und Datenfluß in Programmodulen der Betriebstechnik- und Vermittlungstechnik-Koordinierung-Taskstruktur und andererseits der Abwicklung aller applikationsorientierten Aufgaben in Applikation-Programmodulen der betriebs- und sicherheitstechnischen Applikation-Taskstruktur.
Ergänzt werden diese Strukturmerkmale durch die Anwendung standardisierter Mechanismen zwischen den einzelnen Taskstrukturebenen durch Einsatz bestimmter Übertragungsprotokolle.
Die Struktur des erfindungsgemäßen Kommunikationssystems ermöglicht für die Realisierung aller vermittlungstechnischen, betriebstechnischen und sicherheitstechnischen Komponenten eine ausgeprägte strikte Modularität in dem Sinne, daß ein derartiges Kommunikationssystem jeweils kundenspezifisch ohne Anpassungen außerhalb der eigentlichen Programmodule aufgebaut werden kann und daß das spätere Hinzutreten neuer Endgerätearten, neuer Leistungsmerkmale solcher Endgeräte oder das Auftreten neuer Kommunikationsdienste mit den vorhandenen oder neuartigen Endgeräten sowohl bezüglich der Vermittlungstechnik als auch der Betriebstechnik und der Sicherheitstechnik des gesamten Kommunikationssystems durch Hinzufügen neuer Module, insbesondere von Geräteprogrammodulen und Applikation-Programmodulen beherrscht werden kann. Das erfindungsgemäße Kommunikationssystem bietet also in allen Aspekten eine ausgeprägte Anpassungsfähigkeit an einen umfangreichen bzw. veränderbaren Leistungsumfang ohne objektive Beeinflussung der eigentlichen Systemstruktur bzw. der dieser Systemstruktur zugrundeliegenden Systemstrategie.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung betrifft eine noch weitergehende strukturelle Zusammenführung der vermittlungstechnischen, betriebstechnischen und sicherheitstechnischen Aspekte und sieht in diesem Zusammenhang vor, daß zumindest ein Teil der Geräteprogrammodule neben einem auf die jeweilige Hauptfunktion - Vermittlungstechnik, Betriebstechnik - der zugehörigen Endgeräteart abgestimmten Teilmodul ein weiteres, auf sicherheitstechnische Funktionen abgestimmtes zweites Teilmodul aufweist. Sofern ein derartiges Geräteprogrammodul einem vermittlungstechnischen Endgerät zugeordnet ist, kann das entsprechende Geräteprogrammodul ein auf betriebstechnische Funktionen abgestimmtes drittes Teilmodul aufweisen.
Die Struktur und Wirkungsweise der derart strukturierten Geräteprogrammodule ist bevorzugt derart, daß die Geräteprogrammodule eine von den Endgeräten bzw. Betriebstechnik-Endgeräten abgegebene Anreize nach individuellen Leitungskriterien bewertende und Meldungen aus der Betriebstechnik- und Vermittlungstechnik-Koordinierung-Taskstruktur in Einstelldaten für die Endgeräte, Betriebstechnik-Endgeräte oder Alarmanzeigeendgeräte umsetzende Vorverarbeitungs-Programmebene und eine die Anreize aller Endgerätearten mittels systemspezifischer Parameter in protokollgerechte Meldungen umsetzende Bewertungs-Programmebene aufweisen und daß ein in der Bewertungs-Programmebene residentes Zuordnungsprogramm jeweils funktionsabhängig Meldungen und Informationen auf die Teilmodule verzweigt.
In ähnlicher Weise können auch das Koordinierung-Programmodul und die Vermittlungsprozedur-Programmodule ein auf sicherheitstechnische Aspekte abgestimmtes Teilmodul aufweisen.
In bezug auf die Meldungen, die zwischen den einzelnen Taskstrukturen ausgetauscht werden, kann vorgesehen werden, daß das kommunikationsdienste- und endgeräteartenunabhängig allgemeingültig festgelegte Übertragungsprotokoll für die Übermittlung von vermittlungstechnischen Meldungen genutzt wird, während darüberhinaus für die Programm-Busstruktur ein (ebenfalls) kommunikationsdienste- und endgeräteartenunabhängig definiertes virtuelles Terminalprotokoll für zwischen der Leitungstechnik-Taskstruktur und der Betriebstechnik-Koordinierung-Taskstruktur übertragene betriebstechnische Meldungen und ein ebenfalls kommunikationsdienste- und endgeräteartenunabhängig definiertes, eine zumindest annähernd steuerzeichenfreie, gedrängte Datenanordnung vorsehendes, virtuelles Applikationsprotokoll für innerhalb der Applikation-Taskstruktur und zwischen dieser und der Betriebstechnik-Koordinierung-Taskstruktur übertragene Meldungen vorgesehen ist und daß ein Textprozessor-Programmodul zur Konvertierung von Meldungen in einem der beiden Übertragungsprotokolle in Meldungen im jeweils anderen Übertragungsprotokoll dient.
Das virtuelle Terminalprotokoll besteht bevorzugt aus einer Sequenz von Steuerinformationen und Dateninformationen, wobei die Dateninformationen aus üblichen Stringelementen, vorzugsweise im ASCII-Format, bestehen und die Steuerinformationen logische Steuerkriterien für die Ein- und Ausgabe solcher Stringelemente (z. B. Positionieranweisungen, Abbildungsattribute und Feldzuordnungskriterien) enthalten. Das virtuelle Terminalprotokoll dient somit als Datenschnittstelle eines virtuellen Terminals, als daß sich in dieser Schnittstelle jedes Terminal vom und zum System darstellt. Um die Informationen im virtuellen Terminalprotokoll möglichst effizient übertragen zu können, kann vorgesehen werden, daß in den Meldungen jeweils nur gegenüber einem einer vorhergehenden Meldung zugrundeliegenden Zustand geänderte Daten übertragen werden. Bei einer Übertragung derartig geänderter Daten muß allerdings zwischen der Neudefinition einer Ausgabestruktur (Maske) und der Einsetzung von "Deltadaten" in diese Maske unterschieden werden. Bei der Definition einer Ausgabestruktur wird durch die geänderten Daten die Feldeinteilung geändert, andernfalls lediglich der Feldinhalt.
Die Meldungen im virtuellen Terminalprotokoll sind ebenso wie die Meldungen im virtuellen Applikationsprotokoll bevorzugt derart aufgebaut, daß auf ein System-Datenkopfteil mit einer definierten Reihenfolge von Meldungsursprungs- und Meldungszieladressen ein betriebstechnikspezifischer Datenkopfteil mit einer für die beiden Protokolle unterschiedlichen Protokollidentifizierungsinformation, einer Bezeichnung einer Auftragssession, zu der die jeweilige Meldung gehört, und einer das für die Abarbeitung der Auftragssession notwendige Applikation-Programmodul bezeichnenden Zieladresse folgt.
Über das virtuelle Applikationsprotokoll werden insbesondere die Daten zwischen dem Textprozessor-Programmodul und den Applikations-Programmodulen ausgetauscht. Die in diesem Protokoll übertragenen Daten sind bereits nach der Syntax überprüft und komprimiert. Die angegebenen Parameter werden dichtliegend eingetragen, damit bei der Übertragung zu einem jeweils anderen Programmodul nicht das gesamte Protokoll weitergegeben werden muß; die im virtuellen Applikationsprotokoll übertragenen Informationen haben also einen geringeren Umfang als die im virtuellen Terminalprotokoll übergebenen Daten, da bei diesen alle Steuerzeichen enthalten sind. Sofern das Textprozessor-Programmodul in ein Betriebstechnik-Endgerät eingefügt ist, in dem den einzelnen Applikationen immanente Datentabellen gespeichert werden können, die durch ein funktionell wie das Koordinierung-Programmodul strukturiertes Systemprogramm des Betriebstechnik-Endgerätes in die Abarbeitung betriebstechnischer Aufträge eingezogen werden, besteht die Möglichkeit, zu solchermaßen ausgestatteten Endgeräten mit einem durch die besonderen Eigenschaften des virtuellen Applikationsprotokolls bedingten verhältnismäßig geringen Informationsumfang auszukommen. Dadurch wird das Betriebssystem und die Transportsteuerung der Software-Busstruktur sowie die Speicherkapazität des Kommunikationssystems entlastet.
Für das Textprozessor-Programmodul gilt, daß es auch beim Vorsehen einer entsprechenden Fähigkeit der Protokollkonvertierung in einem Betriebstechnik-Endgerät in die betriebstechnische Applikation-Taskstruktur eingefügt sein kann. Das Textprozessor-Programmodul ist somit im weiteren Sinne auch als Applikation-Programmodul aufzufassen, das zur Umsetzung von Kommandoinformationen - z. B. nach CCITT Man-Machine-Language - in applikationsgerechte Dateninformationen dient. Das Textprozessor-Programmodul liefert außerdem die zur Benutzerdialogführung benötigten logischen Steuerkriterien, wobei für die Benutzerdialogführung sowohl 'Line'- als auch maskenorientierte Verfahren verwendet werden. Weitere - teilweise bereits erwähnte - Teilaufgaben des Textprozessor-Programmoduls sind die Syntaxüberprüfung, die Analyse von Kommandos entsprechend Parameterbaumdefinitionen - Parsing - die Durchführung von Parametereinzelprüfungen gegen applikationsbezogene Datentabellen und die Aufbereitung von Ausgabetexten.
Über das Koordinierung-Programmodul werden alle betriebstechnischen Zugriffe auf das Kommunikationssystem gesteuert, wobei der betriebstechnische Ablauf bevorzugt sessionorientiert erfolgt, um den exklusiven Gebrauch der datentechnischen Verbindungen für den Benutzer zu gewährleisten. Vom Koordinierung-Programmodul wird demgemäß jeweils der Aufbau, die zeitliche Überwachung und das Beenden einer Session gesteuert. Im Zusammenhang damit verwaltet das Koordinierung-Programmodul interne Speicherresourcen für die jeweilige Session.
Dem Koordinierung-Programmodul kann insofern eine zentrale Position innerhalb der Steuerungsabläufe des betriebstechnischen Informations- und Datenflusses zugewiesen werden, als es derart strukturiert ist, daß es in Abhängigkeit von der Art der innerhalb eines betriebstechnischen Auftrages angesprochenen Applikationen die Ansteuerung der entsprechenden Applikation-Programmodule einleitet.
Weitere vom Koordinierung-Programmodul gesteuerte Vorgänge sind freilaufende Datenausgaben ohne Reservierung eines Ausgabe-Endgerätes, zusammenhängende Datenausgaben mit absoluter oder bedingter Reservierung eines Ausgabe-Endgerätes und priorisierte Datenausgaben ggf. mit der Möglichkeit der Unterbrechung einer bedingten Reservierung bei Auftreten einer priorisierten Datenausgabe.
Das Koordinierung-Programmodul kann bei Vorliegen von Daten, insbesondere Applikationstabellen in peripheren Dateien, dadurch ergänzt bzw. unterstützt werden, daß in die betriebstechnische Koordinierung-Taskstruktur ein einem Dateiverwaltung-Taskorganisationsprogramm hierarchisch untergeordnetes Dateiverwaltung-Programmodul zur Steuerung des Zugangs zu peripheren Dateien eingefügt ist. Auch für solche Fälle wird die grundsätzliche Organisations- und Steuerstruktur des erfindungsgemäßen Kommunikationssystems dadurch beibehalten, daß in die Leitungstechnik-Taskstruktur ein Speicher-Programmodul zur Steuerung von Such-, Lese- und Schreibaufträgen für die Dateien aufnehmende Speicher eingefügt ist.
Für die Ansteuerung der unterschiedlichen Applikation-Programmmodule kann in die Applikation-Taskstruktur ein Applikationsverbindung-Programmodul zum Aufbau und zur Verwaltung der Verbindung des Koordinierung-Programmoduls mit einem der Applikation-Programmodule eingefügt sein. In das Applikationsverbindung-Programmodul ist dann vorzugsweise die Prüfung auf das Vorhandensein bestimmter angesprochener Applikation-Programmmodule in der Applikation-Taskstruktur und ggf. das Einladen solcher Applikationstabellen aus peripheren Dateien in die Applikation-Taskstruktur unter Einbeziehung des Dateiverwaltung-Programmoduls und des Speicher-Programmoduls verlagert.
Das Zusammenwirken des Koordinierung-Programmoduls und des Applikationsverbindung-Programmoduls erfolgt dabei bevorzugt derart, daß die von einem Betriebstechnik-Endgerät eingegebenen und von einem zugehörigen Betriebstechnik-Geräteprogrammodul aufbereiteten Daten vom Koordinierung-Programmodul an das Textprozessor-Programmodul zur Prüfung übergeben werden, welches Applikation-Programmodul zur weiteren Bearbeitung benötigt wird; eine vom Ergebnis dieser Prüfung abhängige Meldung wird dann an das Applikationsverbindung-Programmodul abgegeben, das eine Verbindung des Koordinierung-Programmoduls mit dem benötigten Applikation-Programmodul aufbaut, über die das Koordinierung-Programmodul die vom Textprozessor-Programmodul konvertierten Auftragsdaten im virtuellen Applikationsprotokoll an das Applikation-Programmmodul abgibt, das nach Abarbeitung der applikationsspezifischen Prozeduren das Prozedurenresultat wiederum im virtuellen Applikationsprotokoll an das Koordinierung-Programmodul übergibt.
Die in die betriebstechnische Applikation-Taskstruktur eingefügten Applikation-Programmodule sind Systemkomponenten zur Durchführung der Einzelaufgaben für die Inbetriebnahme, Wartung und Verwaltung des Kommunikationssystems sowie für die Zusammenstellung von Systemstatusdaten für die Datenausgabe und die Anlagenbetreuung. Jedes Applikation-Programmodul hat einen definierten Funktionsumfang, wobei die Definition der einzelnen Applikation-Programmodule so erfolgt, daß durch aufeinanderfolgendes Aufrufen der einzelnen Applikation-Programmodule eine große Vielfalt unterschiedlicher komplexer betriebstechnischer Aufträge bearbeitet werden kann. Grundsätzlich können die Applikation-Programmodule in vier verschiedene Applikationskategorien eingeteilt werden:
Dies sind Applikationen, die sich auf die Datenbasis des Kommunikationssystems beziehen. Mit Hilfe solcher Applikationen können beispielsweise anlagenspezifische Daten, wie Berechtigungen oder Numerierungsplan, eingerichtet bzw. geändert werden. Der Zugriff auf die Datenbasis erfolgt dabei über die definierten Datenbasis-Zugriffsroutinen.
Die Basis für diese Applikationen sind die betriebstechnischen sessionorientierten Daten; mit Hilfe dieser Applikationen können beispielsweise Masken für bestimmte Ausgabeformate festgelegt werden oder eine Speicherung von aktiven betriebstechnischen Hintergrundprozeduren bzw. ein Aufruf oder eine Unterbrechung derselben erfolgen.
Solche Hintergrundapplikationen dienen beispielsweise der Aufnahme von Daten eines laufenden betriebstechnischen Auftrages, um beispielsweise ein Betriebstechnik-Endgerät für weitere Eingaben freizugeben, noch ehe der laufende betriebstechnische Vorgang völlig beendet ist.
Mit diesen Applikationen, die bevorzugt als eigenständige Task organisiert sind, können beispielsweise selbständige Ausgabeaktivitäten - z. B. Alarmausgaben an Alarmfeldern - ohne Mitwirken des Koordinierung-Programmoduls durchgeführt werden.
Ein wesentlicher Aspekt der Sicherheitstechnik des Kommunikationssystems ist die Initialisierung des Gesamtsystems. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird dieser Teilaspekt dadurch realisiert, daß in die betriebs- und sicherheitstechnische Applikation-Taskstruktur ein Systeminitialisierung-Programmodul eingefügt ist, das dem Multitasking-Betriebssystem derart zugeordnet ist, daß vom Systeminitialisierung-Programmodul im Multitasking-Betriebssystem die Initialisierung einer Hochlauftask angeregt wird, die die Initialisierung der Programmodule aller drei Taskstrukturebenen koordiniert. Der Systemhochlauf ist somit dem Betriebssystem und dessen Anwender-Tasken übergeordnet.
Die Hochlauftask des Multitasking-Betriebssystems koordiniert das Starten der Hochlaufphase der weiteren Tasken, wobei die Programmodule der Taskstrukturen bevorzugt derart strukturiert sind, daß sie die Initialisierung der ihnen jeweils zugeordneten Daten und Hardware-Systemkomponenten steuern. Die Initialisierung der Systemkomponenten, die nicht eindeutig einem der Programmodule der Taskstrukturen zugeordnet sind, werden dagegen mittels des Systeminitialisierung-Programmoduls durchgeführt.
Daten, die mehr als einer Task bzw. mehr als einem Programmodul zugeordnet sind, sind im allgemeinen Daten der Datenbasis; für diese Daten werden neben den Datenbasis-Zugriffsroutinen auch Initialisierungsroutinen zur Verfügung gestellt, die durch eine Datenbasis-Task aufgerufen werden können.
Ein weiterer wesentlicher Teilaspekt der Sicherheitstechnik des erfindungsgemäßen Kommunikationssystems ist die - im allgemeinen als 'recovery' bezeichnete - Systemzustandswiederherstellung, die auch Festlegungen der Art und des Umfang von Fehleralarmanzeigen umfaßt. Diesem 'recovery'-Aspekt dient eine weitere Ausgestaltung der Erfindung, gemäß der ein Systemzustandswiederherstellung-Programmodul über eine Datentabelle gesteuert ist, die mittels wenigstens eines betriebstechnischen Applikation-Programmoduls konfigurierbar ist und in der Informationen über die in den einzelnen Fehlerfällen einzuleitenden Systemzustandswiederherstellungsmaßnahmen einschließlich der Art und des Umfangs von Fehleralarmanzeigen enthalten sind. Solche Aussagen betreffen z. B.:
Es kann zwischen unterschiedlich gewichtigen 'recovery'-Maßnahmen unterschieden werden: So kann z. B. lediglich ein Fehler angezeigt werden, die Fehlerbehebung dagegen dem Anwender überlassen werden. Es ist aber auch denkbar, beim Auftreten bestimmter Fehler das betroffene Programmodul oder die betroffene Hardware-Baugruppe, in der der Fehler aufgetreten ist, außer Betrieb zu nehmen. Weitere Möglichkeiten nach Beheben eines Fehlers sind der sogenannte 'soft restart', bei dem die Anlage reinitialisiert wird, indem bestehende Zweierverbindungen durchgeschaltet bleiben und der sogenannte 'hard restart', bei dem auch durchgeschaltete Verbindungen abgebaut und alle Leistungsmerkmale rückgesetzt werden.
Ein gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung in die betriebs- und sicherheitstechnische Applikation-Taskstruktur eingefügtes Inbetriebnahme-Programmodul dient der In- und Außerbetriebnahme von Leitungen und Baugruppen des Kommunikationssystems, wobei dieses Programmodul aus betriebstechnischen Abläufen heraus aufrufbar ist. Darüberhinaus kann das Inbetriebnahme-Programmodul aber auch als 'recovery'-Maßnahme über Leitungskriterien, beim Sperren und Entsperren von Baugruppen oder beim Reservieren von Hardware-Systemkomponenten für Prüfzwecke aufgerufen werden.
Neben der Verknüpfung sicherheitstechnischer Funktionen mit vermittlungstechnischen Abläufen und betriebstechnischen Abläufen können auch Verknüpfungen zwischen betriebstechnischen und vermittlungstechnischen Funktionen auftreten. Diesem Aspekt ist eine weitere Ausgestaltung der Erfindung zugeordnet, gemäß der in die betriebs- und sicherheitstechnische Applikation-Taskstruktur ein Verkehrsdatenerfassung-Programmodul zur Erfassung teilnehmer- bzw. kommunikationsdienstbezogener Verbindungsinformationen eingefügt ist, dem Verbindungsinformationen von wenigstens einem der in die Koordinierung-Taskstruktur eingefügten Vermittlungsprozedur-Programmodule nach definierten Vermittlungsprozedur-Abschnitten in Form von Meldungen des vermittlungstechnikspezifischen Meldungsprotokolls übergeben werden. Die Übergabe kann dabei so erfolgen, daß in einem betriebstechnischen Aufgaben zugeordneten Teilmodul des Vermittlungsprozedur-Programmoduls die entsprechenden Verbindungsinformationen erfaßt und über die Software-Busstruktur weitergegeben werden.
Ein weiteres Beispiel für die Verknüpfung betriebstechnischer und vermittlungstechnischer Funktionsabläufe ist die Gebührenerfassung und -auswertung.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in fünf Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.
Dabei zeigen:
Die in der Fig. 1 dargestellte Organisations- und Steuerstruktur für den vermittlungstechnischen, betriebstechnischen und sicherheitstechnischen Daten- und Informationsfluß innerhalb eines modular strukturierten Kommunikationssystems weist drei Steuerebenen mit je einer Taskstruktur DH, LDU PD, LDU VD auf, zwischen denen Meldungen über eine Programm-Busstruktur PDM, LDM ausgetauscht werden. In der peripherienahen Leitungstechnik-Taskstruktur DH sind drei jeweils endgeräteartenspezifische Geräteprogrammodule ALM, DHT, DHS, DHF angeordnet, von denen das eine (DHT) einem betriebstechnischen Terminal, das zweite (DHS) einem digitalen Fernspechendgerät, das dritte (DHF) einem peripheren Speicher und das vierte (ALM) einem Alarmmonitor zugeordnet ist. Der Austausch von Meldungen zwischen den Geräteprogrammodulen ALM, DHT, DHS, DHF und der nachgeordneten Betriebstechnik- und Vermittlungstechnik-Koordinierung-Taskstruktur LDU PD erfolgt bezüglich der betriebstechnischen Meldungen in einem definierten Übertragungsprotokoll - virtuellen Terminalprotokoll - und bezüglich der vermittlungstechnischen Meldungen in einem spezifisch vermittlungstechnischen Protokoll über einen Programmbus PDM der Programm-Busstruktur PDM, LDM. Die betriebstechnische Koordinierung-Taskstruktur - repräsentiert durch ein Koordinierung-Programmodul SC und ein Dateiverwaltung-Programmodul FC - ist der vermittlungstechnischen Koordinierung-Taskstruktur - durch ein Vermittlungstechnik-Programmodul CP repräsentiert - und einer sicherheitstechnischen Koordinierung-Taskstruktur - repräsentiert durch ein Alarmmeldung-Programmodul RA und ein Prüf- und Auswerte-Programmodul AUD - hierarchisch gleichgestellt.
Funktionell wesentlichster Bestandteil der betriebstechnischen Koordinierung-Taskstruktur ist das Koordinierung-Programmodul SC, über das im wesentlichen der Daten- und Informationsfluß verläuft und gesteuert wird. Das Dateiverwaltung-Programmodul FC dient der Steuerung des Zugangs von Programmodulen der betriebstechnischen Applikation-Taskstruktur LDU VD zu peripheren Dateien.
Das der sicherheitstechnischen Koordinierung-Taskstruktur angehörende Prüf- und Auswerte-Programmodul AUD steht stellvertretend für eine im allgemeinen größere Anzahl solcher Programmodule, die alle nicht zeitkritischen Funktionen der Sicherheitstechnik steuern. Beim Vorhandensein mehrerer solcher Prüf- und Auswerte-Programmodule AUD werden diese bevorzugt gemeinsam in einer Task zusammengefaßt. Das Alarmmeldung-Programmodul RA dient der Störungsmeldung an nicht unmittelbar an das Kommunikationssystem über Leitungen angeschlossene Terminals oder Unteranlagen.
Das die vermittlungstechnische Koordinierung-Taskstruktur repräsentierende Vermittlungsprozedur-Programmodul CP enthält neben strikt auf vermittlungstechnische Aufgaben bezogenen Teilmodulen wenigstens ein betriebstechnisches Teilmodul und ein sicherheitstechnisches Teilmodul, über das entsprechende betriebstechnische und sicherheitstechnische Meldungen an andere, der Betriebstechnik oder Sicherheitstechnik zugeordnete Programmodule abgegeben werden.
Innerhalb der betriebs- und sicherheitstechnischen Appikation-Taskstruktur LDU VD ist die betriebstechnische Applikation-Taskstruktur durch ein Applikation-Programmodul AMA, ein Applikationsverbindung-Programmodul CC, ein Textprozessor-Programmmodul MMI und ein Verkehrsdatenerfassung-Programmodul TC repräsentiert.
Das Applikation-Programmodul AMA repräsentiert eine im allgemeinen größere Anzahl von Applikation-Programmodulen zur Abwicklung von betriebstechnischen Aufgaben im Zusammenhang mit der Wartung und der Verwaltung des digitalen Kommunikationssystems. Im weiteren Sinne kann auch das Verkehrsdatenerfassung-Programmodul TC als Applikation-Programmodul interpretiert werden; dieses Programmodul TC dient zur Erfassung teilnehmer-bzw. kommunikationsdienstbezogener Verbindungsinformationen, wobei die notwendigen Verbindungsinformationen vom Vermittlungsprozedur-Programmodul CP in Form von Meldungen eines vermittlungstechnikspezifischen Meldungsprotokolls über den Programmbus LDM der Programm-Busstruktur PDM, LDM übergeben werden.
Das Applikationsverbindung-Programmodul CC dient zum Aufbau und zur Verwaltung der Verbindung des Koordinierung-Programmoduls SC mit einem der Applikation-Programmodule AMA. Darüberhinaus ist das Applikationsverbindung-Programmodul CC auch an der Nachladung von Daten aus peripheren Speichern über das Dateiverwaltung-Programmodul FC beteiligt.
Das Textprozessor-Programmodul MMI, das die zur Benutzerdialogführung benötigten Steuerkriterien liefert, hat als wesentliche Aufgabe die Konvertierung von Meldungen im virtuellen Terminalprotokoll in Meldungen eines virtuellen Applikationsprotokolls und umgekehrt. Während das virtuelle Terminalprotokoll für Meldungen zwischen der Leitungstechnik-Taskstruktur DH und der Betriebstechnik- und Vermittlungstechnik-Koordinierung-Taskstruktur LDU PD sowie für Meldungen vom Koordinierung-Programmodul SC zum Textprozessor-Programmodul MMI benutzt wird, werden alle Meldungen - mit Ausnahme von vom virtuellen Applikationsprotokoll in das virtuelle Terminalprotokoll konvertierten Meldungen - vom Textprozessor-Programmodul MMI an das Koordinierung-Programmodul SC im virtuellen Applikationsprotokoll übertragen, das sich gegenüber dem virtuellen Terminalprotokoll durch eine verdichtete Datenfolge und damit geringere Länge auszeichnet.
Der sicherheitstechnische Teil der betriebstechnischen und sicherheitstechnischen Applikation-Taskstruktur LDU VD wird durch ein Systeminitialisierung-Programmodul IN, ein Systemzustandswiederherstellung-Programmodul REC und ein Inbetriebnahme-Programmodul PRES repräsentiert.
Mittels des Systeminitialisierung-Programmoduls IN wird im Multitasking-Betriebssystem des Kommunikationssystems die Initialisierung einer Hochlauftask angeregt, die die Initialisierung der Programmodule aller drei Taskstrukturebenen koordiniert. Während mittels der Hochlauftask eine Eigeninitialisierung aller Programmodule gestartet wird, erfolgt die Initialisierung der Systemkomponenten, die nicht eindeutig einem der Programmodule der unterschiedlichen Taskstrukturen zugeordnet sind, mittels des Systeminitialisierung-Programmoduls IN.
Das Systemzustandswiederherstellung-Programmodul REC (recovery) wird über eine Datentabelle gesteuert, die mittels betriebstechnischer Meldungen konfigurierbar ist und in der die Informationen über die in den einzelnen Fehlerfällen einzuleitenden Systemzustandswiederherstellungsmaßnahmen enthalten sind.
Das Inbetriebnahme-Programmodul PRES dient der In- und Außerbetriebnahme von Leitungen und Baugruppen des Kommunikationssystems, wobei das Inbetriebnahme-Programmodul PRES aus betriebstechnischen Abläufen heraus aufrufbar ist.
Zumindest ein großer Teil der Programmodule in allen drei Taskstrukturen DH, LDU PD, LDU VD hat über definierte Datenbasis-Zugriffsroutinen DBAR Zugriff auf eine Datenbasis DB des Kommunikationssystems. Der Zugang der einzelnen Programmodule während des Ablaufs betriebstechnischer Vorgänge erfolgt in einer Transportebene eines Multitasking-Betriebssystems eines zentralen Kommunikationsrechners, der durch eine Mehrprozessorkonfiguration realisiert ist.
In der Fig. 2 ist die prinzipielle Organisations- und Steuerstruktur eines einer Fernsprech-Endgeräteart zugeordneten Leitungstechnik-Programmoduls DHS dargestellt. Im wesentlichen umfaßt diese Organisations- und Steuerstruktur eine Bewertungs-Programmebene Interpr und eine Vorverarbeitungs-Programmebene Prepr. In der Vorverarbeitungs-Programmebene Prepr werden von der Peripherie PER stammende Anreize nach individuellen Leitungskriterien bewertet und in einer entsprechend aufbereiteten Form an die Bewertungs-Programmebene Interpr abgegeben. Darüberhinaus dient die Vorverarbeitungs-Programmebene Prepr zur Umsetzung logischer Meldungen, die über den Softwarebus PDM an das Leitungstechnik-Programmodul DHS übertragen werden, in Einstelldaten für die in der Peripherie PER befindlichen Fernsprech-Endgeräte. Die an das Leitungstechnik-Programmodul DHS übergebenen Meldungen können dabei auch vor einer Bearbeitung in der Vorverarbeitungs-Programmebene Prepr in der Bewertungs-Programmebene Interpr zusätzlich bewertet und umgesetzt werden. Im wesentlichen dient die Bewertungs-Programmebene Interpr jedoch der Umsetzung der von der Peripherie PER abgegebenen Anreize - teilweise nach vorheriger Behandlung in der Vorverarbeitungs-Programmebene Prepr - in logische Meldungen, wobei die Bildung dieser logischen Meldungen mittels systemspezifischer Parameter erfolgt, die zumindest zum Teil in der Datenbasis des Kommunikationssystems niedergelegt sind.
Die Bewertungs-Programmebene Interpr weist Teilprogrammodule DCP, DAM, DDE auf, die jeweils definierten Teilfunktionen der vom Leitungstechnik-Programmodul DHS durchführbaren Gesamtfunktionen zugeordnet sind. Im vorliegenden Beispiel ist das Teilprogrammodul DCP vermittlungstechnischen Funktionen in der Steuerung des Signalisierungsverfahrens und der Benutzeroberfläche der Endgeräte der Peripherie PER zugeordnet, während das Teilprogrammodul DAM für den betriebstechnischen Informations-und Datenfluß und das Teilmodul DDE für den sicherheitstechnischen Informations- und Datenfluß der Endgeräteart vorgesehen ist, dem das Leitungstechnik-Geräteprogrammodul DHS zugeordnet ist.
Die Zuweisung der Anreize bzw. Meldungen vom Softwarebus PDM bzw. von der Peripherie PER an die einzelnen Teilprogrammodule DCP, DAM, DDE erfolgt mittels eines entsprechend ausgestalteten Zuordnungsprogramms Mess Assign DH (Message Assignment) in der Bewertungs-Programmebene Interpr.
Die in Fig. 3 dargestellte prinzipielle Organisations- und Steuerstruktur eines Vermittlungsprozedur-Programmoduls LDU ähnelt insofern der in der Fig. 2 dargestellten Struktur eines Leitungstechnik-Programmoduls, als ebenfalls Teilmodule LCP, LAM, LDE und ein Zuordnungsprogramm Mess Assign LDU vorgesehen sind. Die Vermittlungsprozedur-Teilprogrammodule LCP, LAM, LDE dienen wiederum vermittlungstechnischen, betriebstechnischen bzw. sicherheitstechnischen Aufgaben, wobei jeweils mittels des Zuordnungsprogramms Mess Assign LDU auf das benötigte Vermittlungsprozedur-Teilprogrammodul LCP, LAM, LDE verzweigt wird. Über die Software-Busstruktur LDM, PDM werden Meldungen von der betriebs- und sicherheitstechnischen Applikation-Taskstrukturebene oder von der Leitungstechnik-Strukturebene aufgenommen bzw. an diese abgegeben.
Die Fig. 4 zeigt die Leitungstechnik-Strukturebene in ihrer Systemumgebung in detaillierter Darstellung. Die Leitungstechnik-Strukturebene wird im wesentlichen durch eine Leitungstechnik-Task DH-T gebildet, in der Geräteprogrammodule DHS, DHS′, DHT einem Leitungstechnik-Taskorganisationsprogramm TOP-DH hierarchisch untergeordnet sind. Die Geräteprogrammodule DHS, DHS′, dienen dabei der Steuerung des Signalisierungsverfahrens und der Benutzeroberfläche unterschiedlicher Endgerätearten und weisen zugehörige betriebstechnische und sicherheitstechnische Komponenten auf. Das Geräteprogrammodul DHT entspricht dem Geräteprogrammodul DHT der Fig. 1 und dient der Anpassung des betriebstechnischen Daten- und Informationsflusses an ein Betriebstechnik-Terminal.
Die Übermittlung von Anreizen an die Leitungstechnik-Task DH-T bzw. von Einstelldaten an die Peripherie PER erfolgt über mailboxartig betriebene Übergabespeicher Mlb-In, Mlb-Out, die als integraler Bestandteil der Transportebene des Multitasking-Betriebssystems für Anreize und Einstelldaten aufzufassen sind. Die Transportebene ist ergänzt durch einen mailboxartig betriebenen Eingabe- und Ausgabespeicher Mlb-DH, über den von der Leitungstechnik-Task DH-T Anreize vom Übergabespeicher Mlb-In und von der nicht dargestellten Betriebstechnik- und Vermittlungstechnik-Koordinierung-Strukturebene aufgenommen werden. Die von der Leitungstechnik-Task DH-T erzeugten und für die Vermittlungstechnik-Koordinierung-Strukturebene bestimmten Meldungen werden an einen Eingabe- und Ausgabespeicher Mlb-CP, der einer Task mit dem Vermittlungsprozedur-Programmodul CP (Fig. 1) zugeordnet ist, und die für die Betriebstechnik-Koordinierung-Strukturebene bestimmten Meldungen an einen Eingabe- und Ausgabespeicher Mlb-SC, der einer Task mit dem Koordinierung-Programmmodul SC (Fig. 1) zugeordnet ist, abgegeben.
Die mailboxartig betriebenen Übergabespeicher Mlb-In, Mlb-Out, die in Richtung auf die Peripherie PER des Kommunikationssystems mit einem Speicher DP-RAM eines Eingabe-/Ausgabeprozessors zusammenarbeiten, stellen außerdem den Eingang bzw. den Ausgang einer Koppelfeld-Task DH-NW-T dar, die ein Koppelfeld-Geräteprogrammodul NW aufweist, das einem Koppelfeld-Taskorganisationsprogramm DH-NW-TOP hierarchisch untergeordnet ist. Anreize bzw. Einstellinformationen von der Peripherie PER werden vom Übergabespeicher Mlb-In an einen mailboxartig betriebenen Eingabe- und Ausgabespeicher Mlb-DH-NW abgegeben, der darüberhinaus auch Meldungen von der Betriebstechnik- und Vermittlungstechnik-Koordinierung-Taskstrukturebene aufnimmt.
Das Koppelfeld-Geräteprogrammodul NW sowie die Geräteprogrammodule DHS, DHS′, DHT haben über die Datenbasis-Zugriffsroutinen DBAR Zugriff zur Datenbasis DB des Kommunikationssystems.
Die in der Fig. 5 dargestellte Vermittlungstechnik-Struktur weist prinzipielle Ähnlichkeit mit der in Fig. 4 dargestellten Leitungstechnik-Strukturebene auf. Eine Vermittlungstechnik-Task LDU-T weist ein Vermittlungstechnik-Taskorganisationsprogramm TOP-LDU auf, dem mehrere Vermittlungsprozedur-Programmodule hierarchisch untergeordnet sind. Die Verbindung der Vermittlungstechnik-Task LDU-T mit der Systemumgebung erfolgt bezüglich der Datenbasis DB wiederum über die Datenbasis-Zugriffsroutinen DBAR und bezüglich der Leitungstechnik-Strukturebene mittels der Eingabe- und Ausgabespeicher Mlb-DH bzw. Mlb-DH-NW in abgehender Richtung und in ankommender Richtung über den unmittelbar der Vermittlungstechnik-Task LDU-T zugeordneten Eingabe- und Ausgabespeicher Mlb-CP.
Die Vermittlungsprozedur-Programmodule sind derart strukturiert, daß ein Verbindungssteuerung-Programmodul CPTL (Call Processing Trunk Line), in dem durch gestrichelte Unterteilung zwei Teilmodule für Trunk- bzw. Linesteuerung angedeutet sind, und weitere sieben Leistungsmerkmal-Programmodule für die Aktivierung und Deaktivierung von entsprechenden leistungsmerkmaltypischen Steuerprozeduren gebildet sind. Die Funktion der Leistungsmerkmal-Programmodule wird im folgenden erläutert:
Dieses Programmodul wird von dem Verbindungssteuerung-Programmmodul CPTL aufgerufen, wenn von einem Teilnehmer eine einen Vermittlungsplatz bezeichnende Kennzahl gewählt wurde, ein Anruf zum Vermittlungsplatz umgeleitet wird, oder wenn ein Endgerät gerufen wird, für das ein Auftrag zur Umleitung ankommender Gespräche zu einem Vermittlungsplatz in der Datenbasis eingetragen ist. Die zu rufende Stelle wird jeweils aufgrund des aktuellen Zustands der Anlage ermittelt; bei Änderungen des Zustands der Anlage, z. B. beim Übergang von üblichem Verkehr zur Nachtschaltung wird die Signalisierung bei der gerufenen Stelle automatisch angepaßt, wovon die rufende Stelle nicht betroffen ist.
Auch dieses Leistungsmerkmal-Programmodul CDL wird durch das Verbindungssteuerung-Programmodul aufgerufen; dies erfolgt, wenn ein Verbindungswunsch zu einem bestimmten Teilnehmer vorliegt, dieser Wunsch aber auch bei anderen Teilnehmern signalisiert werden muß, z. B. für Makler-Reihenanlagen-Teilnehmer. Das Leistungsmerkmal-Programmodul CDL ermittelt die zu rufenden Sprechstellen.
In diesem Leistungsmerkmal-Programmodul CBTQ wird das Ein- und Austragen sowie die Ausführung von Rückruf- und Anrufwarteschlangen-Aufträge realisiert.
Mit diesem Leistungsmerkmal-Programmodul LH wird das Ein- bzw. Austragen und die Ausführung von Anrufen an einen oder mehrere Sammelanschlüsse realisiert.
Auch dieses Leistungsmerkmal-Programmodul wird vom Verbindungssteuerung-Programmodul CPTL aufgerufen, wenn entweder eine entsprechende Kennzahl gewählt wurde oder ein Anruf auf das Personensuchsystem umgeleitet wurde. Das Leistungsmerkmal-Programmmodul PC verwaltet autonom die Suchwünsche, auch wenn der Auftraggeber bereits wieder aufgelegt hat. Wenn mehrere Wünsche simultan anstehen, kann die Suchsignalisierung synchronisiert werden. Es werden Meldewünsche entgegengenommen und der Verbindungsaufbau zwischen einem suchenden und einem meldenden Endgerät unterstützt.
Das Programmodul TS sucht bei Vorliegen bestimmter Indikatoren in den Meldungen einen entsprechenden Leitungssatz. Das Leistungsmerkmal-Programmodul TS liefert dabei für den Verbindungsverkehr die notwendigen Daten für die Ziffernaussendung, wie z. B. einzuhaltende Pausen zwischen Ziffern oder Umschaltung von Impulswahl auf Mehrfrequenz-Code-Wahl.
Zu den Leistungsmerkmal-Programmodulen wird auch das Leistungsmerkmal-Programmodul NWC (Network Controller) gerechnet, mit dem die gesamte logische Verbindungsspeichersteuerung und Koppelfeldsteuerung realisiert wird. Das Leistungsmerkmal-Programmodul NWC reserviert vorgegebene Wege und gibt sie auf Anweisung frei; es ist also für die Verwaltung der Zeitschlitze im Zeitmultiplex-Koppelfeld zuständig.
Das Verbindungssteuerung-Programmodul CPTL und zumindest einige der Leistungsmerkmal-Programmodule CD...TS weisen betriebstechnische und/oder sicherheitstechnische Teilprogrammodule auf, die über die Programm-Busstruktur bzw. weitere - nicht dargestellte - mailboxartig betriebene Übergabespeicher mit weiteren Tasken bzw. Programmodulen der Betriebstechnik-Vermittlungstechnik-Koordinierung-Taskstruktur bzw. der betriebs- und sicherheitstechnischen Applikation-Taskstruktur kommunizieren.